Brücke über die Schwarze Elster in Wahrenbrück – DFOS-Monitoring zur Überwachung der Rissentwicklung

DFOS-Monitoring der Brücke über die Schwarze Elster in Wahrenbrück

Die Brücke über die Schwarze Elster in Wahrenbrück ist ein dreifeldriges Spannbetonbauwerk aus dem Jahr 1970. Aufgrund der Verwendung von spannungsrisskorrosionsgefährdetem Hennigsdorfer Spannstahl und der eingeschränkten Sichtprüfbarkeit der kritischen Stützbereiche wurde ein erweitertes Monitoringkonzept umgesetzt. Die messtechnische Überwachung dient dazu, mögliche Veränderungen im Rissbild frühzeitig zu erkennen und eine belastbare Datengrundlage für den weiteren Betrieb des Bauwerks bereitzustellen.

Für die Überwachung wurden vier verteilte faseroptische Sensoren in den Stützbereichen installiert. Die Sensorführung wurde mäanderförmig ausgeführt, sodass sowohl längs- als auch quergerichtete Messabschnitte erfasst werden. Dadurch können vorhandene Risse, mögliche Rissbreitenänderungen sowie neu entstehende Risse mit hoher räumlicher Auflösung detektiert und lokalisiert werden.

Die Installation erfolgte von der Oberseite der Fahrbahnplatte. Hierzu wurden Asphaltbelag und Abdichtung in den Messfeldern entfernt, die Betonoberfläche vorbereitet und anschließend Sensornuten in den Konstruktionsbeton gefräst. In diese Nuten wurden die DFOS-Sensoren eingelegt und dauerhaft verklebt. Nach dem Einbau wurden die Nuten reprofilert, die Abdichtung wiederhergestellt und der Fahrbahnaufbau erneuert.

Nach der Installation wurden für alle Sensoren Referenzmessungen durchgeführt. Die Nullmessung erfolgte mit einem LUNA ODiSI 6100 Series Interrogator und bildet die Grundlage für spätere Folgemessungen. Ergänzend wurde während der Wiederherstellung des Asphaltaufbaus eine Messkampagne durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Sensoren die thermisch verursachten Dehnungen während des Asphalteinbaus kontinuierlich erfassten und trotz hoher Einbautemperaturen funktionsfähig blieben.

Die DFOS-Messdaten ermöglichen eine ortsaufgelöste Bewertung der Dehnungsverteilung entlang der Sensorstrecken. Aus den gemessenen Dehnungsprofilen können Risspositionen, Rissbreiten sowie deren zeitliche Veränderungen abgeleitet werden. Die ergänzende Temperaturerfassung dient der thermischen Kompensation der Messwerte und unterstützt die Interpretation der Ergebnisse.

Mit dem installierten DFOS-System steht für die Brücke über die Schwarze Elster ein hochauflösendes Monitoringverfahren zur Verfügung, das die Zustandsbewertung des Bauwerks im Weiterbetrieb unterstützt. Die Kombination aus dauerhaft eingebetteter Sensorik, wiederholbaren Messkampagnen und strukturierter Auswertung ermöglicht es, Veränderungen im Tragwerk frühzeitig zu erfassen und fundierte Entscheidungen für Betrieb, Instandhaltung und mögliche weitere Maßnahmen zu treffen.